摘 要

双离合自动变速箱（DualClutehTransmission，简称DCT）是由手动变速箱（Mechanical Transmission，简称MT）发展而来，具有手动变速箱的结构简单，传动效率高等优点，并且其换挡品质高、换挡时间短等特点使其具有较好的乘坐舒适性和操作性，燃油经济性也较其他自动变速箱好，故障率和制造成本也较低，其优势比较明显。目前，各大汽车公司及变速器公司均在大力研究DCT，未来DCT必定会成为市场变速箱的主流。

本文首先对六挡双离合器式自动变速器的工作原理做了介绍，详细分析了变速器的相关布置方案及倒档布置方案。再根据变速器的设计要求，选择档位数、齿轮模数、压力角、螺旋角等参数，计算各挡传动比、中心距、齿厚，并对变速器的各挡齿轮做了详细的设计计算及强度刚度校核。最后设计轴的结构尺寸并进行强度和刚度校核，同时对同步器的相关参数进行了选择。

关键词：双离合自动变速器；齿轮；传动比；强度校核

Abstract

Dual Clute transmission (DCT) is developed from the manual transmission (MT). It has the advantages of simple manual transmission, high transmission efficiency, high shifting quality, and shift time. The characteristics of short time make it have better ride comfort and operability, fuel economy is better than other automatic transmissions, and the failure rate and manufacturing cost are also lower, and its advantages are obvious. At present, major auto companies and transmission companies are all making great efforts to study DCT. In the future, DCT will surely become the mainstream of the market transmission.

In this paper, the working principle of the six-gear double-clutch automatic transmission is introduced first, and the related layout scheme and reverse gear layout scheme of the transmission are analyzed in detail. Then according to the design requirements of the transmission, parameters such as number of gears, gear module, pressure angle and helix angle are selected to calculate the gear ratio, center distance, and tooth thickness of each gear, and detailed design calculations are made for each gear of the transmission. Strength stiffness check. Finally, the structure of the shaft was designed and calculated, and the bearing was selected. Finally, the strength and stiffness were checked. At the same time, the relevant parameters of the synchronizer were selected.

Key Words：Double Clutch Transmission; Gear; Transmission ratio; Strength Check

目录

摘 要 3

Abstract 4

第一章 绪论 7

1.1 自动变速箱的分类 7

1.1.1 液力自动变速箱 7

1.1.2 电子控制机械式自动变速箱 8

1.1.3 机械式无级自动变速箱 9

1.1.4 双离合自动变速箱 9

1.2 毕业设计研究的目的和意义 10

1.3 课题研究现状 12

1.4 课题的研究内容及技术路线 13

第二章 双离合器自动变速器传动方案的确定 15

2.1 DCT结构及工作状态的分析 15

2.2 DCT双离合器形式的分析 16

2.3 DCT基本结构方案的确定 17

2.3.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择 17

2.3.2 倒档传动方案 19

2.2.3变速器主要零件结构的方案分析 19

第三章 双离合自动变速箱的设计与计算 21

3.1.变速器主要参数的选择 21

3.1.1传动比的范围 21

3.1.2 变速器各档传动比的确定 21

3.1.3 确定中心距 23

3.1.4 变速器的外形尺寸 23

3.1.5 齿轮参数的选择 24

3.1.6 各档齿轮齿数的分配 24

3.2 变速器齿轮强度校核 41

3.2.1 齿轮材料的选择原则 41

3.2.2 计算各轴的转矩 42

3.2.3 变速器齿轮弯曲强度校核 42

3.2.4 轮齿接触应力校核 46

3.3轴的设计功用及工艺要求 49

3.1.1轴的功用 49

3.1.2轴的分类 49

3.1.3轴的材料 50

3.4轴的结构设计 50

3.4.1轴的加工工艺性 50

3.4.2装配工艺性 50

3.4.3轴的各部分尺寸设计 50

3.5 轴的强度验算 52

3.5.1 轴的刚度计算 52

3.5.2 轴的强度计算 58

第四章 变速器同步器及壳体参数的设计 66

4.1同步器的结构 66

4.2同步环主要参数 66

4.3 变速器壳体工艺及尺寸 66

第五章 操纵机构设计 68

5.1.操纵类型 68

5.2 锁止装置 68

参考文献 70

致谢 71

绪论

随着当今科学技术不断更新，各种新科技层出不穷，汽车也不仅仅是代步的一个工具，汽车的动力性、舒适性、平顺性、安全性以及自动化程度越来越被人们重视。安装有自动变速器的汽车，当道路阻力发生变化以及发动机负荷变化时，汽车具有在一定范围内自动变速的功能，不会像手动变速箱（MT），在行驶时需要根据道路情况不断的操纵变速器进行换挡操作，因而汽车驾驶更加省力、简单、安全。MT尽管具有传动效率高、安全并且不易损坏、价格便宜等优势，但其驾驶时强度高、操作也比较复杂和还需要一定的驾驶经验等缺点也影响了它进一步发展，自动变速器的出现正好解决了MT的上述缺点。

自动变速箱的分类

1.1.1 液力自动变速箱

液力自动自动变速箱（Automatic Transmission ，简称AT）主要由液力变扭器（液力耦合器）、行星齿轮变速器、液压控制系统（包括液压操纵系统）三部分组成，如下图1.1，工作时将液力变矩器与齿轮式变速器串联来达到变速变矩的功能。是AT的核心结构是液力变扭器，它由可转动的泵轮、可转动的涡轮及固定的导轮组成，通过液体循环流动产生的动能变化来传递扭矩和动力。由于液力变矩器的存在不采用离合器换档，易于驾驶人操作，连接也比较平稳，对驾驶员来说比较轻松，对乘坐者来说比较舒适。但是相对于MT而言，具有以下缺点：一是当速度变化时，系统反应较慢；二是行驶时油耗偏高、但效率却较低、变矩范围也不高；三是机构复杂，修理困难。

1.1.2 电子控制机械式自动变速箱

电子控制机械式自动变速器（Automated Manual Transmission，简称AMT）是在MT和干式离合器的基础上通过自动控制改进而来，其主要有带同步器的齿轮变速器、干式离合器和电子控制系统三个部分，其主要结构如下图1.2。由于AMT只将MT中的手动操作系统其中的换档杆部分进行了改变，而其他总成部件被继续保留，改造所需费用较少，非常容易被生产厂家接受。但其需要增加坡道辅助启动装置，并且在行驶过程中，换挡顿挫感强烈，甚至可能出现动力中断，因而乘坐舒适性差。